[논문]부체계의 임무 프로파일 및 운용 비율을 고려한 무기체계의 RAM 목표값 설정: A체계 사례 연구

배인화; 김상부; 유재우; 박우재; 유은지; 이민영; 송기훈

doi:10.21289/ksic.2023.26.5.885

부체계의 임무 프로파일 및 운용 비율을 고려한 무기체계의 RAM 목표값 설정: A체계 사례 연구
RAM Target Value Setting for a Defense System Using Subsystems' Mission Profiles and Utilization Rates: Case Study of System A 원문보기

한국산업융합학회 논문집 = Journal of the Korean Society of Industry Convergence, v.26 no.5, 2023년, pp.885 - 894

배인화 (창원대학교 공과대학 산업시스템공학과) , 김상부 (창원대학교 공과대학 산업시스템공학과) , 유재우 (창원대학교 공과대학 산업시스템공학과) , 박우재 (창원대학교 공과대학 산업시스템공학과) , 유은지 (국방과학연구소 소나체계개발단) , 이민영 (선진토레스) , 송기훈 (국방과학연구소 항공기레이다체계단)

Abstract ▼ AI-Helper

Setting RAM target value for a defense system plays a crucial role in the development and design phases and the production phase as well. It is apparent that the achieved RAM target value can help maximizing the combat capability of a defense system and improving its performance throughout the system's life cycle from acquisition phase to disposal. Usually a defense system operates according to its OMS/MP (Operational Mode Summary / Mission Profile) and it consists of several subsystems which are supposed to be operated at each utilization rate under its operating conditions and the mission profiles assigned. In this study, a method of setting RAM target value is proposed for a defense system that are composed of several independent subsystems considering their utilization rates and the mission profiles assigned. And the case study of applying the proposed method of setting RAM target value to system A is dealt with.

주제어

표/그림 (11)

그림 Fig. 1 Process for setting RAM target value
표 Table 1. Time matrix considering mission profile and utilization rate
그림 Fig. 2 Overlapping maintenance time of cases I and II
그림 Fig. 3 PRI : Ping Repetition Interval
표 Table 2. Mission Profiles of Subsystems
표 Table 3. Operational Time Estimates of Subsystems Using Utilization Rates
표 Table 4. Subsystem Utilization Rates
표 Table 5. Reliability Target Value (MTBF) of System A Based on Subsystem Utilization Rates
표 Table 6. Downtime Estimates for System A (Case I)
표 Table 7. Downtime Estimates for System A (Case II)
표 Table 8. Operational Availability of System A

AI 본문요약
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문제 정의

이 연구에서는 부체계 단위의 야전운용제원 및 운용 모드 관련 정보가 가용하며 체계의 부체계별 임무 프로파일과 운용 비율이 주어진 경우 다수의 부체계로 이루어진 무기체계의 RAM 목표값을 설 정하는 방법을 제시한다. 아울러 이 연구에서 제 안하는 RAM 목표값 설정 프로세스와 기존 RAM 목표값 설정 프로세스를 비교하였으며, 제안한 RAM 목표값 설정 방법을 A체계에 적용함으로써 제안한 방법론의 적용 가능성을 확인하고자 한다.
이 연구에서는 부체계 단위의 야전운용제원 및 운용 모드 관련 정보가 가용하며 체계의 부체계별 임무 프로파일과 운용 비율이 주어진 경우 다수의 부체계로 이루어진 무기체계의 RAM 목표값을 설 정하는 방법을 제시한다. 아울러 이 연구에서 제 안하는 RAM 목표값 설정 프로세스와 기존 RAM 목표값 설정 프로세스를 비교하였으며, 제안한 RAM 목표값 설정 방법을 A체계에 적용함으로써 제안한 방법론의 적용 가능성을 확인하고자 한다.

제안 방법

무기체계의 신뢰도 목표값은, 체계를 구성하는 독 립적인 부체계들의 임무 프로파일의 운용 모드에 따 른 운용 비율을 산출하고 이를 고려하여 산출하는 방법을 제안하였다. 가용도 목표값의 경우, 체계 관 점에서의 비가동시간을 고려한 Case I과 II를 구분 하고 목표값을 범위로 설정하는 방안을 제시하였다.
무기체계의 신뢰도 목표값은, 체계를 구성하는 독 립적인 부체계들의 임무 프로파일의 운용 모드에 따 른 운용 비율을 산출하고 이를 고려하여 산출하는 방법을 제안하였다. 가용도 목표값의 경우, 체계 관 점에서의 비가동시간을 고려한 Case I과 II를 구분 하고 목표값을 범위로 설정하는 방안을 제시하였다.
이 연구에서 제안한 RAM 목표값 설정 방법을 A체계에 적용함으로 제안의 실제 활용 가능성을 검토하였다. 다수의 독립적인 부체계로 이루어진 무기체계인 A체계는 탐지·추적·식별을 위한 무기 체계로 부체계별로 사용되는 상황 및 탐지거리, 운용 모드가 서로 상이하다.
이 연구에서는 부체계 단위의 야전운용제원 및 운용 모드 관련 정보가 가용하며 부체계별 임무 프로파일이 주어지는 경우, 부체계의 임무 프로파 일 및 운용 비율을 고려한 무기체계의 RAM 목표 값 설정 방법을 제시하였다.

이론/모형

A체계의 임무 프로파일에 따라 부체계별 운용 비율을 산출하기 위해 모드 A의 경우 핑 송신 주 기 (PRI : Ping Repetition Interval)를 이용한다. 핑 송신 주기는 탐지를 목적으로 운용되는 체계에 서 사용되는 지표로 Fig 3에 나타난 것처럼 3개의 구간으로 구성되어 있다.

성능/효과

A체계에 제안한 방법을 적용한 결과, 신뢰도 목표 값의 경우 MTBF가 88.10시간으로 추정되었다. 신뢰 도 목표값 추정 방법의 현장 적용성을 확인하기 위해 서는 실제 운용 데이터를 이용한 결과와 비교해야 하 나 보안 문제로 정확한 비교 결과를 제시할 수 없었 다.
그러나 야전에서의 판단을 기준으로 할 때 이 연 구에서 제시한 방법이 충분히 사용가능한 것으로 확 인되었다. 가용도 목표값 설정의 경우에는 Case I과 II로 나누어 산출하여 구한 가용도 목표값 설정 범위 안에 기존 방법을 통한 목표값과 유사체계의 현장 운 용가용도 예측값이 모두 포함됨을 확인하였다.
신뢰 도 목표값 추정 방법의 현장 적용성을 확인하기 위해 서는 실제 운용 데이터를 이용한 결과와 비교해야 하 나 보안 문제로 정확한 비교 결과를 제시할 수 없었 다. 그러나 야전에서의 판단을 기준으로 할 때 이 연 구에서 제시한 방법이 충분히 사용가능한 것으로 확 인되었다. 가용도 목표값 설정의 경우에는 Case I과 II로 나누어 산출하여 구한 가용도 목표값 설정 범위 안에 기존 방법을 통한 목표값과 유사체계의 현장 운 용가용도 예측값이 모두 포함됨을 확인하였다.
따라서 기존의 방법은 부체계의 운용 비 율에 따른 체계의 고장률을 추정하는 방법보다 과 도하게 고장률을 추정하는 경향을 갖게 된다. 이 러한 관점에서 볼 때 이 연구에서 제안한 RAM 목표값 설정 방법이 기존의 방법보다 실제 상황을 더 잘 반영하는 RAM 목표값 설정 방법이 될 수 있다고 생각되며, A체계의 경우 야전에서의 판단 이 이 연구의 결과와 근접함에 따라 제안한 방법 론의 적용 가능성을 확인하였다.

후속연구

결론적으로 이 연구에서 제시한 RAM 목표값 설정 방법은 A체계와 유사한 형태의 무기체계의 RAM 목표값 설정에 유용할 것으로 판단되며, 추 후 부체계의 운용이 독립적이지 않은 경우를 포함 한 복잡한 임무 프로파일을 갖는 체계의 경우로 확장하는 연구가 필요할 것으로 생각한다.

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